河北省邢臺(tái)市污水灌溉研究

趙英娜 鄭世澤

（1.河北省邢臺(tái)市水務(wù)局 河北 邢臺(tái) 054001；2.河北省邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局 河北 邢臺(tái) 054000）

1 邢臺(tái)市水資源概況及污水利用情況

邢臺(tái)市地處河北省南部，多年平均年降水量為525.1mm。地表水資源先天不足，按2008年人口、耕地面積統(tǒng)計(jì)，邢臺(tái)市人均年擁有水資源量196m3，耕地平均水資源量8.5m3/hm2，均不足全國(guó)平均水平的9%，資源型缺水的局面非常突出。除個(gè)別大水年份外，大多數(shù)年份地表水資源量已經(jīng)全部消耗利用，地下水資源成了維持需水量的主要水源，據(jù)調(diào)查計(jì)算全市1991年～2000年年平均用水量18.98億m3，其中地表水總用水量2.99億m3，地下水用水量15.99億m3。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，整個(gè)平原區(qū)的深、淺層地下水處于全面超采狀態(tài)。水危機(jī)已影響到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的方方面面，水資源短缺已是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。面對(duì)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，只有堅(jiān)持開(kāi)源、節(jié)流、保護(hù)并舉，才能緩解供需矛盾。適當(dāng)利用城市污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，是解決資源性缺水的重要途徑。

邢臺(tái)市污水來(lái)源于石家莊市及本區(qū)域內(nèi)工礦企業(yè)廢水排放和生活污水排放，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年污水利用量為0.85億m3，1991年～2000年全市平均提取污水量0.74億m3。

2 污水灌溉區(qū)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

利用污水灌溉，提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了灌溉水源，減少了污水處理投資，減少了對(duì)地表水的污染。但是，土壤的凈化能力是有限的，而且污水成分很復(fù)雜，因此，污水灌溉必須具有以下條件：灌溉污水應(yīng)達(dá)到污水灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)灌溉渠的地質(zhì)條件，確定灌溉方式和管理制度；控制灌溉水量等。

在牛尾河、滏陽(yáng)河、洨河等沿河兩岸的農(nóng)民習(xí)慣于用河水灌溉農(nóng)田，由于河水的污染，使用污水灌溉會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)作用。長(zhǎng)期不合理的污灌，會(huì)超過(guò)土壤的自凈化能力，導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低土壤的透氣性，影響產(chǎn)量；而且還會(huì)使糧食吸收有毒元素，危及人體健康；甚至在使用了污染嚴(yán)重的水灌溉后，可能使農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)或絕收。1993年平鄉(xiāng)縣使用老漳河中的污水灌溉，造成1333hm2，小麥絕收，直接經(jīng)濟(jì)損失800多萬(wàn)元。將污水集中灌溉區(qū)寧晉縣和新河縣交界地河北省艾辛莊水文站附近作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，收集了2006年、2007年度的水質(zhì)和土壤環(huán)境質(zhì)量資料進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

2.1 灌溉污水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 評(píng)價(jià)因子

評(píng)價(jià)因子主要依據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄晡鬯Y料，對(duì)照農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下：化學(xué)需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD）5、揮發(fā)酚（C6H50H）、氰化物（CN）、砷（As）、汞(Hg)、六價(jià)鉻（Cr+6）、鎘（C）d、鉛（Pb）、銅（Cu）、鋅(Zn)、硫化物（S）。

2.1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法國(guó)家糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2715-81。二是糧食污染起始值。

以單因子評(píng)價(jià)為主，計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)Pi和污染超標(biāo)率；同時(shí)計(jì)算綜合污染指數(shù)P。計(jì)算公式如下：

式中，Ci——某元素濃度實(shí)測(cè)值；

C0i——評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

N——評(píng)價(jià)因子數(shù)；

x——污染物檢出超標(biāo)個(gè)數(shù)。

2.2 污灌區(qū)灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)

具體成果見(jiàn)表1。由表1可以看出，污水中絕大部分污染物含量均符合農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)Pi＜1，但化學(xué)需氧量、硫化物及六價(jià)鉻超標(biāo)率分別為100%、30%、20%，綜合污染指數(shù)0.793。實(shí)測(cè)資料表明，石家莊和邢臺(tái)市排放的污水，經(jīng)過(guò)100km長(zhǎng)距離輸送和存儲(chǔ)的自然凈化作用，起到了對(duì)污水預(yù)處理的作用，使污水水質(zhì)基本達(dá)到了農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 污灌區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)區(qū)小麥?zhǔn)崭詈蟾鲗油寥牢廴?/p>

表1 污水灌區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià)成果表 （mg/L）

污水水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用我國(guó)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5084-92。土壤環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是土壤環(huán)境容許量，二是土壤污染起始值，即清水灌溉實(shí)驗(yàn)田監(jiān)測(cè)值加2倍均方差。地下水水質(zhì)采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一是農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，二是飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85。作物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：一是物含量實(shí)測(cè)值見(jiàn)表2，與土壤環(huán)境容量比較，均在容許范圍之內(nèi)，與土壤污染起始值比較，Pi＜1，表明土壤在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期污水灌溉后沒(méi)有產(chǎn)生污染積累。綜合污染指數(shù)為0.40。

2.4 污灌區(qū)地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

被污染的河水除直接蒸發(fā)滲漏外，大部分用于灌溉。這會(huì)使部分有害物質(zhì)積累在土壤中，通過(guò)降水入滲將其帶入地下污染地下水質(zhì)。污染的地表水要通過(guò)在含水層中一段距離的滲透，才能到達(dá)地下水面。在滲透的過(guò)程中，地表水中所含的某些污染物通過(guò)巖層自凈作用使其濃度逐漸降低。地表水中主要污染物為氨氮、揮發(fā)酚和COD，氨氮最大超標(biāo)倍數(shù)為96.8（洨河），揮發(fā)酚最大超標(biāo)倍數(shù)為89.8（汪洋溝），COD最大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)倍數(shù)72.6（汪洋溝）。污染強(qiáng)度主要取決于地表污水的污染程度和所含污染物的成分及污水量，還取決于河流沿岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水動(dòng)力條件等。污染影響在沿河附近呈帶狀分布。

表2 耕作層土壤評(píng)價(jià)成果表 （mg/L）

3 污水灌溉對(duì)作物質(zhì)量影響評(píng)價(jià)

糧食作物子?；?yàn)資料見(jiàn)表3，由表可知，污灌區(qū)有害污染物含量均未超過(guò)糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且未超過(guò)污染起始值，說(shuō)明該類型區(qū)的污水灌溉沒(méi)有對(duì)糧食作物生產(chǎn)造成污染。

4 污水灌溉效益分析

合理使用污水灌溉，起到了處理城市污水和緩解農(nóng)業(yè)缺水的作用，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。2008年每公頃產(chǎn)小麥6750 kg，玉米8250kg，皮棉1248kg，比當(dāng)?shù)睾底魑锩抗暜a(chǎn)小麥 1950kg，玉米 5250kg，皮棉 780kg，有較大的增產(chǎn)效益。

5 結(jié)論

污水灌溉具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，它提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，減少了水體污染，減輕了污水處理投資，特別是把二級(jí)生化處理難于去除的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物用來(lái)作為農(nóng)作物的肥料，同時(shí)又避免了水體富營(yíng)養(yǎng)化。

（1）污水，特別是工業(yè)廢水應(yīng)經(jīng)預(yù)處理，對(duì)其中污染物尤其是重金屬和生物難以降解的化學(xué)物質(zhì)作回收利用或適當(dāng)處理，使其達(dá)到污水灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。含有病原體的污水(如醫(yī)院、生物制品廠等)，必經(jīng)嚴(yán)格消毒后才能用于灌溉。

表3 糧食作物子?；?yàn)資料成果表 （mg/L）

（2）應(yīng)根據(jù)灌溉區(qū)的土質(zhì)、地下水位、氣象、作物等情況進(jìn)行合理規(guī)劃，確定科學(xué)的灌溉方式和管理制度。為了保證灌溉的長(zhǎng)期性，減少污水灌溉對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的污染累積，建議采用清污輪灌或清污混灌的灌溉模式。

（3）選擇適宜的作物。主要適宜作物為玉米、小麥、棉花、谷子等農(nóng)作物。對(duì)于蔬菜種植，不易采用污水灌溉。

（4）控制灌溉水量，防止污水外溢和渠系滲漏。在地層裂隙、溶巖地區(qū)、易受淹的澇區(qū)、水源衛(wèi)生防護(hù)帶和含水層露頭處均不能采用污水灌溉。污灌區(qū)要同居民點(diǎn)保持一定距離，以免影響城市環(huán)境衛(wèi)生。陜西水利

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